克氏原螯虾和日本沼虾体内微囊藻毒素累积净化规律研究

发布时间：2020-07-01 00:39

【摘要】：微囊藻毒素(microcystins,MCs)能够通过食物链在水生生物体内进行传递,从而对人体的健康造成潜在威胁。本文以克氏原螯虾(Procambarus clarkii)和日本沼虾(Macrobrachium nipponense)为实验材料,系统研究了微囊藻毒素-LR(MC-LR)在两种虾不同组织内的累积净化规律,分析了MC-LR对两种虾肝胰腺组织损伤的影响,探索了免疫相关酶及三相解毒酶去除MC-LR的可能途径,以期为丰富MC-LR毒性机理研究、揭示甲壳类水生生物降低MC-LR胁迫效应提供理论参考。采用半静态暴露法研究了MC-LR在克氏原螯虾和日本沼虾不同组织内的累积净化规律。采用同源克隆和RACE技术克隆了克氏原螯虾cat基因和日本沼虾cat、gst基因的cDNA全长,并运用qRT-PCR方法检测上述在不同组织中的表达情况。通过测定肝胰腺中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、氧化还原酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)活性、谷胱甘肽(glutathione)含量和三相解毒酶及相关基因表达的变化,探索了两种虾类有效去除MC-LR的途径。采用光镜和电镜观察了MC-LR对肝胰腺造成的损伤。采用高通量测序的方法探索了MC-LR对两种虾肝胰腺转录组的影响。上述研究获得了以下主要结果:1.肠道和肝胰腺是两种虾MC-LR的主要累积器官。经过7天的净化,各组织内MC-LR去除率均达到80%以上。2.获得了克氏原螯虾cat和日本沼虾的cat、gst基因的cDNA全长,分别为1629bp、1689 bp和1122 bp,分别编码518、518、217个氨基酸。3个基因主要在肝胰腺表达。3.两种虾通过激活抗氧化相关酶、II相和III相解毒酶活性及其基因表达来有效去除机体内的MC-LR。Hsps参与了机体抗氧化过程,其中hsp70可以作为检测环境MC-LR的敏感生物标记物。MC-LR能够对两种虾的肝胰腺组织造成损伤。4.高通量测序结果表明,MC-LR能够诱导两种虾类细胞凋亡通路和谷胱甘肽代谢通路相关基因的表达。综上所述,本文系统阐述了MC-LR在克氏原螯虾和日本沼虾不同组织内的累积净化规律,从不同酶和基因调控层面研究了抗氧化酶及三相解毒酶去除MC-LR的途径。描述了MC-LR对两种淡水虾类的肝胰腺组织损伤情况,分析了MC-LR对两种虾细胞凋亡和谷胱甘肽代谢通路相关基因的影响,以期为更好的了解MC-LR在淡水虾类累积净化规律提供参考。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S917.4
【图文】：

李广,微囊藻毒素,化学结构,肝毒素

图 1-1 微囊藻毒素的化学结构(李广宇 2010)Fig. 1-1 Chemical structure of microcystins囊藻毒素的毒性机理s 作为一种肝毒素，其作用的主要靶器官是肝脏。鲤鱼暴露于 10μg/L MC-LR

微囊藻毒素,途径,P-糖蛋白

完成（Klaassen andAleksunes 2010）完成（如图 1-2 所示）。在研究 MC-LR 在尼罗鱼体内沉积时发现 ABC 家族在有效实现从细胞内转移 MCs 研究中起到了关键作He et al. 2013）。同时，Amé 等(2009) 研究表明 P-糖蛋白（ABCC2）也参与了多齿溕代谢 MC-LR Ⅲ相反应，有助于增加 GSH-MC 结合物的水溶性。研究表明除了蛋白外，ATP-binding cassette 转运蛋白 4（Abcb4）和乳腺癌耐药相关蛋CRP;ABCG2)在将 MCs 转移出细胞过程中作为外流性转运蛋白起到了重要作用(L. 2014)。Bieczynski 等(2014)提出耐药相关蛋白可能与 P-糖蛋白外，ATP-binding cas运蛋白 4(ABCB4)共同参与了 MC-LR 从虹鳟肠道排除的过程。

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